热电偶测温原理是什么？及相应型号对应的器件测温范围

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

热电偶的测温原理基于物理学中的塞贝克效应（Seebeck effect）。具体描述如下：

两种不同金属组成回路： 将两种不同材料的金属导体（称为热电偶丝）的一端焊接在一起，形成一个测量端（也称为热端），另一端则分开并连接到测量仪器。
温度差产生电动势： 当测量端和分开的另一端（称为参考端或冷端）存在温差（ΔT）时，在整个回路中就会产生一个热电动势（或称热电势，E）。
电动势与温差相关： 这个产生的热电动势E的大小与测量端和参考端之间的温差（ΔT）直接相关，在一定范围内近似成线性关系（热电动势是测量端温度T1和参考端温度T2的函数）。
参考端温度处理（冷端补偿）： 由于热电动势是温差ΔT的函数，要得到测量端的绝对温度值，必须知道参考端的温度。通常参考端保持在一个恒定的已知温度（最常见的是0°C，通过冰点槽实现）或者在电路中使用冷端补偿技术来测量实际参考端温度，并对热电动势进行修正计算，从而得到测量端的真实温度。
测量电信号： 热电偶的输出是一个毫伏级（mV）的微弱直流电压信号。用精密的测量仪表（如温度变送器、数据采集卡、专用的测温仪）测量这个电压信号，并利用已知的“温度-热电势对应关系”（即分度表）即可换算出测量端的温度。

核心公式： E = α * (T1 - T2)，其中：

E：热电动势（mV）
T1：测量端（热端）温度（℃）
T2：参考端（冷端）温度（℃）
α：塞贝克系数（mV/℃），取决于组成热电偶的两种材料特性（它本身也是温度的函数）。

常用热电偶型号（分度号）及测温范围

热电偶的类型由其使用的两种金属材料决定，国际电工委员会（IEC）制定了一系列标准分度号。以下列出最常见型号及其大致测温范围（包含上限温度范围和常规实用工作范围）：

分度号	材料组成（正极/负极）	IEC标准颜色（正/负）	常用最高温度 (℃)	实用工作范围 (℃)	特点简述
K	镍铬 / 镍硅	绿/白	1260	-200 ~ +1200	最常用，抗氧化性强，性价高。线性较好。
E	镍铬 / 康铜	紫/白	870	-200 ~ +800	灵敏度最高（mV/℃），适用于中低温，不易氧化，成本低。
J	铁 / 康铜	黑/白	760	0 ~ +750	可在还原性气氛使用，相对便宜。铁在高温易氧化变脆。
T	铜 / 康铜	蓝/白	370	-200 ~ +350	低温首选，精度高，稳定性好。
N	镍铬硅 / 镍硅镁	橙/白	1300	-200 ~ +1200	K型的改进版，高温稳定性更好，抗氧化性更强，寿命长。
S	铂铑10% / 铂	红/白	1480	0 ~ +1450	高温、高精度、高稳定性，价格昂贵。适用于氧化性气氛。
R	铂铑13% / 铂	黑/白	1480	0 ~ +1450	与S型相似，电动势略高，性能类似。高温稳定性稍好于S型。
B	铂铑30% / 铂铑6%	灰/白	1700	+500 ~ +1700	高温范围最广（特别是超高温），最低使用温度高。

重要说明

“常用最高温度” vs. “实用工作范围”：
- 常用最高温度： 指在短期内（如几小时）热电偶丝可承受不致发生熔化或严重退化的最高温度。这个温度往往接近材料的熔点极限，但实际长期可靠工作温度通常显著低于此值。
- 实用工作范围： 指在推荐的线径和保护管配置下，能够保证合理使用寿命和精度的温度范围。在此范围内热电偶的性能（漂移、稳定性、误差）相对可控。超出此范围使用，寿命和精度会急剧下降。例如K型可在1260℃短时使用，但长期工作在1200℃以上会显著加速老化。
保护管影响： 实际测温上限受保护套管材料的限制。即使是耐高温的热电偶丝（如B型），也要选用与之匹配的高温保护管（如刚玉管）。保护管能承受的温度通常比偶丝本身的极限温度要低。
气氛影响： 热电偶丝的材料在不同气氛环境（氧化性、还原性、真空、惰性等）下的化学稳定性不同。选择热电偶时，必须考虑被测环境的化学氛围，否则会大大缩短寿命甚至损坏（如J型在氧化气氛中、K型在含硫气氛中劣化快）。
线径影响： 线径越粗，理论上短期耐受的最高温度越高，机械强度也越好，但响应时间变慢，成本增加。需要权衡。
冷端补偿： 无论使用哪种热电偶，准确测量都依赖于正确的冷端补偿或稳定（如固定在0°C）。